为了尽管使用结构彩色滤光器但仍能抑制由主光线角度的变化导致的透射率降低。[解决方案]一种固态摄像元件，包括：光接收元件，其被包括在多个像素中；结构彩色滤光器，其位于所述光接收元件的至少一部分的上方，并均包括设置有周期性开口图案的金属膜，所述周期性开口图案具有小于指定波长的结构周期；和接线层，其位于所述光接收元件的下方，并被构造为用于获取由所述光接收元件检测的光的信号，其中，所述结构周期根据入射光的主光线角度而在所述结构彩色滤光器之间是不同的，并且相对于在0°的所述主光线角度处的所述周期性开口图案的所述结构周期，所述周期性开口图案的所述结构周期随着所述主光线角度变大而变小。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固态摄像元件、固态摄像元件用光瞳校正方法、摄像装置和信息处理装置
本专利技术涉及固态摄像元件、固态摄像元件用光瞳校正方法、摄像装置和信息处理装置。
技术介绍
近来，提出了将诸如所谓的等离激元滤光器(plasmonicfilter)之类的具有由周期性微细加工制造的金属结构的结构彩色滤光器用作二维固态摄像元件的波长选择元件(例如，参见下面的专利文献1和非专利文献1)。另一方面，根据小型化和薄化的需求，安装在个人数字助理、个人用便携式计算机等上的相机模块采用了所谓的光瞳校正技术，在该技术中，主光线角度(ChiefRayAngle，CRA)从二维拍摄图像的中心朝向外围部分逐渐变大(例如，参见下面的专利文献2)。可以通过采用光瞳校正技术来实现相机模块的小型化和薄化。引用文献列表专利文献专利文献1：JP2008-177191A专利文献2：JPH6-140609A非专利文献非专利文献1：S.Yokogawa，S.P.Burgos，H.A.Atwater，"PlasmoniccolorfiltersforCMOSimagesensorapplications"，NanoLetters，12.8(2012)，第4349-4354页非专利文献2：S.P.Burgos，S.Yokogawa，H.A.Atwater，"Colorimagingvianearestneighborholecouplinginplasmoniccolorfiltersintegratedontoacomplementarymetaloxidesemiconductorimagesensor"，AcsNano,7.11(2013)，第10038-10047页
技术实现思路
技术问题在光倾斜地入射至如上面的专利文献1和非专利文献2公开的那些结构彩色滤光器的情况下，随着光入射角度而出现诸如光透射波长的峰值位置的偏移以及透射效率的减小等特性变化(例如，参见上面的非专利文献2)。然而，目前，未采取任何措施来应对结构彩色滤光器的这种特性变化。于是，在将如上面的结构彩色滤光器用作波长选择元件的情况下，只能采用使光几乎垂直地入射至结构彩色滤光器的光学系统而别无选择，且当前的情形难以紧凑地设计相机模块。此外，在诸如上面的专利文献1和非专利文献2中公开的等离激元滤光器等结构彩色滤光器中，通过周期性微细加工在金属结构中设置多个开口部分，且透射效率由邻近开口部分中的表面等离极化激元(surfaceplasmonpolaritons)的干涉决定。因而，在通过不加变化地使用具有均包括所谓的片上型集光元件的二维固态摄像元件的常规集光系统来安装结构彩色滤光器的情况下，入射光在结构彩色滤光器的表面上形成光斑。由此，预期的是，共振效应将在结构彩色滤光器的周期性结构的外围部分中弱化，且作为在滤光器的整个表面中的积分值的透射效率将减小。因而，考虑到上述情形，本专利技术提出了尽管使用了结构彩色滤光器但仍能抑制由主光线角度的变化引起的透射效率减小的固态摄像元件和固态摄像元件用光瞳校正方法，并涉及使用该固态摄像元件的信息处理装置。技术方案根据本专利技术，提供一种固态摄像元件，其包括：光接收元件，其被包括在多个像素中；结构彩色滤光器，其位于所述光接收元件的至少一部分的上方，并均包括设置有周期性开口图案的金属膜，所述周期性开口图案的结构周期小于指定波长；和接线层，其位于所述光接收元件的下方，并被构造为用于获取由所述光接收元件检测的光的信号。根据入射光的主光线角度，所述结构周期在所述结构彩色滤光器之间是不同的，并且相对于在0°的所述主光线角度处的所述周期性开口图案的所述结构周期，所述周期性开口图案的所述结构周期随着所述主光线角度变大而变小。另外，根据本专利技术，提供一种固态摄像元件用瞳孔校正法，所述瞳孔校正法包括：在固态摄像元件的光接收元件的至少一部分的上方布置结构彩色滤光器，每个所述结构彩色滤光器包括设置有周期性开口图案的金属膜，所述周期性开口图案的结构周期小于指定波长，所述固态摄像元件包括：光接收元件，其被包括在多个像素中；和接线层，其位于所述光接收元件的下方，并被构造为用于获取由所述光接收元件检测的光的信号。根据入射光的主光线角度，所述结构周期在所述结构彩色滤光器之间是不同的，并且相对于在0°的所述主光线角度处的所述周期性开口图案的所述结构周期，所述周期性开口图案的所述结构周期随着所述主光线角度变大而变小。另外，根据本专利技术，提供一种摄像装置，所述摄像装置至少包括如上所述的固态摄像元件以及用于将光引导至所述固态摄像元件的光学系统。另外，根据本专利技术，提供一种信息处理装置，所述信息处理系统包括摄像装置，所述摄像装置至少包括如上所述的的固态摄像元件以及用于将光引导至所述固态摄像元件的光学系统。根据本专利技术，在固态摄像元件中包括的结构彩色滤光片中，结构周期根据入射光的主光线角而不同，具体地，相对于0°的主光线角度处的周期性开口图案的结构周期，周期性开口图案的结构周期随着主光线角度变大而变小；因此，增强了结构彩色滤光片的光学特性的一致性。本专利技术的有益效果如上所述，根据本专利技术，能够提供尽管使用结构彩色滤光器仍能够抑制由主光线角度的变化引起的透射效率降低的固态摄像元件和用于固态摄像元件的瞳孔校正法，并且能够提供使用该固态摄像元件的摄像装置和信息处理装置。注意，上述效果不必是限制性的。与上述效果一起或替代上述效果，可以实现本说明书中说明的任何效果或可从本说明书领会的其他效果。附图说明图1是示意地示出根据本专利技术的实施例的固态摄像元件的整体结构的说明图。图2是根据实施例的固态摄像元件中的单元像素的等效电路图。图3是说明普通的结构彩色滤光器的光学特性的变化的说明图。图4A是说明普通结构彩色滤光器的光学特性的变化的说明图。图4B是说明普通结构彩色滤光器的光学特性的变化的说明图。图4C是说明普通结构彩色滤光器的光学特性的变化的说明图。图5是说明普通薄型透镜模块的光学特性的变化的说明图。图6是说明普通薄型透镜模块的光学特性的变化的说明图。图7是说明普通结构彩色滤光器的光学特性的变化的说明图。图8A是说明普通结构彩色滤光器的光学特性的变化的说明图。图8B是说明普通结构彩色滤光器的光学特性的变化的说明图。图9A是说明根据实施例的固态摄像元件中的光瞳校正方法的说明图。图9B是说明根据实施例的固态摄像元件中的光瞳校正方法的说明图。图10是说明根据实施例的固态摄像元件中的光瞳校正方法的说明图。图11A是说明根据实施例的固态摄像元件的像素阵列部中的结构彩色滤光器的说明图。图11B是说明根据实施例的固态摄像元件的像素阵列部中的结构彩色滤光器的说明图。图12是示意地示出根据实施例的固态摄像元件的像素阵列部的说明图。图13是示意地示出根据实施例的固态摄像元件的像素阵列部中的单个像素的结构的示例的说明图。图14是示意地示出根据实施例的固态摄像元件的像素阵列部中的单个像素的结构的另一示例的说明图。图15A是示出在透射过设置有均具有1000nm高度的片上透镜的固态摄像元件的像素阵列部中的结构彩色滤光器之后的电场强度分布的曲线图。图15B是示出在透射过未设置片上透镜的固态摄像元件的像素阵列部中的结构彩色滤光器之后的电场强度分布的曲线图。图16是示出片上透本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种固态摄像元件，其包括：光接收元件，其被包括在多个像素中；结构彩色滤光器，其位于所述光接收元件的至少一部分的上方，并均包括设置有周期性开口图案的金属膜，所述周期性开口图案的结构周期小于指定波长；和接线层，其位于所述光接收元件的下方，并被构造为用于获取由所述光接收元件检测的光的信号，其中，根据入射光的主光线角度，所述结构周期在所述结构彩色滤光器之间是不同的，并且相对于在0°的所述主光线角度处的所述周期性开口图案的所述结构周期，所述周期性开口图案的所述结构周期随着所述主光线角度变大而变小。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.09 JP 2016-1564631.一种固态摄像元件，其包括：光接收元件，其被包括在多个像素中；结构彩色滤光器，其位于所述光接收元件的至少一部分的上方，并均包括设置有周期性开口图案的金属膜，所述周期性开口图案的结构周期小于指定波长；和接线层，其位于所述光接收元件的下方，并被构造为用于获取由所述光接收元件检测的光的信号，其中，根据入射光的主光线角度，所述结构周期在所述结构彩色滤光器之间是不同的，并且相对于在0°的所述主光线角度处的所述周期性开口图案的所述结构周期，所述周期性开口图案的所述结构周期随着所述主光线角度变大而变小。2.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，所述结构彩色滤光器是利用在金属表面和介电质之间的界面处生成的表面等离极化激元的结构滤光器。3.根据权利要求2所述的固态摄像元件，其中，所述结构彩色滤光器中的所述周期性开口图案包括多个开口部分，每个所述开口部分具有圆形或矩形的开口形状，并且各个所述开口部分设置在基本三角形形状的顶点位置，所述三角形形状假想地以平面的方式填充所述结构彩色滤光器的孔口面。4.根据权利要求2所述的固态摄像元件，其中，所述结构彩色滤光器中的所述周期性开口图案包括多个开口部分，每个所述开口部分具有圆形或矩形的开口形状，并且各个所述开口部分设置在正方形或矩形的顶点位置，所述正方形或所述矩形假想地以平面的方式填充所述结构彩色滤光器的孔口面。5.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，所述结构彩色滤光器包括金属膜，所述金属膜包含铝、铜、银、金、钛、钨或这些元素的合金作为主要成分。6.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，所述结构彩色滤光器中的所述周期性开口图案中包括的多个开口部分中的每个开口部分的尺寸在50nm到500nm的范围内，并且相互邻近的所述开口部分之间的间隔在100nm到1000nm的范围内。7.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，所述结构彩色滤光器中的所述金属膜的厚度是使所述金属膜在入射在所述结构彩色滤光器上的光的波长处光学地不透明的厚度。8.根据权利要求7所述的固态摄像元件，其中，所述结构彩色滤光器中的所述金属膜的厚度在50nm到300nm的范围内。9.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，所述结构彩色滤光器电接地。10.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，第一集光透镜结构位于所述结构彩色滤光器的在所述光接收元件一侧处的表面和所述光接收元件之间，并且所述第一集光透镜结构的折射率具有比所述第一集光透镜结构的设置位置周围的位置处的折射率大的值。11.根据权利要求10的固态摄像元件，其中，所述结构彩色滤光器的孔口面的表面形状弯曲成与所述第一集光透镜结构的表面形状大致相同。12.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，第二集光透镜结构位于所述结构彩色滤光器的在与所述光接收元件相对的一侧处的表面的上方。13.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，第一集光透镜结构位于所述结构彩色滤光器的在所述光接收元件一侧处的表面和所述光接收元件之间，并且第二集光透镜结构位于所述结构彩色滤光器的在与所述光接收元件相对的一侧处的表面的上...
【专利技术属性】
技术研发人员：横川创造，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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